閥蓋鉆孔分度式鉆床專用夾具課程設計說明書

1、word洛陽理工學院課程設計說明書課 程 名 稱 機械制造技術課程設計 設 計 課 題 閥蓋的鉆孔夾具設計 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 B110202 姓 名 盧天然 學 號 B11020515 2015 年 3 月 13 日課 程 設 計 任 務 書 機械工程 系 機械設計制造及其自動化 專業(yè) 學生姓名 盧天然 班級 B110202 學號 B11020515 課程名稱： 機械制造技術課程設計 設計題目： 閥蓋的鉆孔夾具設計 設計內容：為閥蓋設計一套分度式鉆模夾具，便于搖臂鉆床上對工件孔的加工。設計要求：1.在搖臂鉆床上加工四個均布14的通孔。 2. 夾具設計要求合理，有利提高加工

2、精度，保證加工質量，降低加工本錢，提高勞動生產率和減輕工人的勞動強度，便于小批量生產。 3.繪制夾具裝配圖A1一張，夾具零件圖A3A1一張，工件圖一張，課程設計說明書一份。設計論文開始日期 2022 年 3 月 02 日 指導老師： 設計論文完成日期 2022 年 3 月13 日 2015 年 3 月 13日課程設計評語.word 機械工程 系 機械設計制造及其自動化 專業(yè)學生姓名 盧天然 班級 B110202 學號 B11020515 課程名稱： 機械制造技術課程設計 設計題目： 閥蓋的鉆孔夾具設計 課程設計片篇幅： 圖 紙 共 3 張 說明書 共 16 頁指導老師評語： 年 月 日 指導老

3、師 .word.word目 錄前言 1第一章 工件的分析21.1 明確工件的年生產綱領21.2 熟悉工件零件圖21.3 加工方法3第二章 工件的定位42.1 定位及定位原理42.2 定位方式和定位元件的選擇4第三章 工件的夾緊63.1 夾緊裝置的根本要求63.2 夾緊力三要素確實定63.3 夾緊裝置的選擇8第四章 分度機構確實定94.1 選擇分度裝置94. 2 確定分度形式94. 3 鎖緊分度裝置10第五章 對刀裝置確實定 115.1 確定導向元件11第六章 主要零件的設計說明126.1 夾具體的設計126.2鉆模板的設計136.3分度盤的設計14設計心得15參考文獻16.word.word.

4、word.word .word .word.word前 言進入新世紀以來，隨著科學技術的高速開展，各種新工藝和新技術的不斷涌現(xiàn)，機械制造工藝正向著高質量、高生產率和低本錢方向開展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復雜的型面和某些具有特殊要求的零件。機械制造技術課程設計是機械制造技術根底課程中的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，也是機械設計制造及自動化專業(yè)學生應該經歷的一門主要專業(yè)課程實踐。其目的在于： 1學習和掌握一般機械制造夾具設計的根本方法和步驟。培養(yǎng)獨立設計能力，為以后續(xù)的畢業(yè)設計打好根底，做好準備。2為了提高學生綜合運用機械制造技術及

5、其他先修課程的理論知識和生產實際知識去分析和解決工程實際問題的能力，通過課程設計訓練可以穩(wěn)固、加深有關機械課設方面的理論知識。3使學生具有運用標準、標準手冊、圖冊和查詢有關設計資料的能力。在各種金屬切削機床上用于裝夾工件的工藝設備為機床夾具，如車床上使用的三爪自定心卡盤、四爪卡盤，銑床上使用的平口虎鉗等?，F(xiàn)代生產中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著工件的加工精度、勞動生產率和產品的制造本錢等。因此，無論是在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造工藝系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備零件在工藝規(guī)程之后，就要按工藝規(guī)程順序進行加工。在加工中除了需要機床、刀具、量具之外，成批生產時還要用機床夾具。它們是機床

6、和工件之間的連接裝置，使工件相對于機床獲得正確的位置。機床夾具的好壞將直接影響工件加工外表的位置精度。通常把確定工件在機床上或夾具中占有正確位置的過程，稱為定位。當工件定位后，為了防止在加工中受到切削力、重力等的作用而使工件的既有位置遭到破壞，還應該用一定的機構或裝置將工件加以固定。使工件在加工過程中保持定位位置不變的操作，稱為夾緊。將工件定位、夾緊的過程稱為裝夾。工件裝夾是否正確、迅速、方便和可靠，將直接影響工件的加工質量、生產效率、制造本錢和操作平安。在成批、大量生產中，工件的裝夾是通過機床夾具來實現(xiàn)的。機床夾具在生產中應用十分廣泛第一章 工件的分析1.1 明確工件的年生產綱領機床夾具是在

7、機床上裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對機床和刀具有一個正確的位置，并在加工過程中保持不變。它是夾具總體方案確定的依據(jù)之一，它決定了夾具的復雜程度和自動化程度。如大批量生產時，一般選擇機動、多工件同時加工，自動化程度高的方案，結構也隨之復雜，本錢也提高較多。1.2 熟悉工件零件圖零件圖給出了工件的尺寸、形狀和位置、外表粗糙度等精度的總體要求，分析得出夾具所在工序的零件的工序基準、工序尺寸、已加工外表、待加工外表、以及本工序的定位、夾緊原理方案，這是夾具設計的直接依據(jù)。待加工的工件如圖1所示，工件圖給出了工件的尺寸和形狀，對工件的分析得出，需要對工件外表鉆出四個均布14的通孔。 圖1 工件零

8、件圖1.3 加工方法 經過分析工件零件圖，初步確定本工序的加工內容、機床、刀具、切削用量、工步安排、工時定額，同時加工零件數(shù)。這些是在考慮夾具總體方案、操作、估算夾緊力等方面必不可少的,根據(jù)零件圖可知，本道工序的內容是鉆4X14的通孔。可以采用搖臂式鉆床加工，并采用分度式鉆床專用夾具。第二章 工件的定位2.1定位及定位原理 要使工件在夾具體中具有準確和確定不變得位置，那么必須限制六個自由度。工件的六個自由度均被限制的定位叫做完全定位；工件被限制的自由度少于六個，但是任然能保證加工要求的定位叫不完全定位。根據(jù)“六點定位原那么和所加工零件的要求，故要采取完全定位的方法限制六個方向的自由度。 圖2

9、物體的六個自由度2.2 定位方式和定位元件的選擇a分析自由度 該工件的加工為4個14的通孔，理論限制的自由度為X軸移動和轉動，Y軸的移動和轉動，Z軸的轉動，但是也可以采用完全定位的方法限制它的六個自由度，在用分度盤分度旋轉定位。b)定位元件的選擇 根據(jù)“六點定位原理和定位元件所能限制的自由度，結合待加工零件的設計要求，本工序使用中心心軸定位，心軸為長圓柱，限制了X軸、Y軸的轉動和移動四個自由度，用分度盤旋轉定位限制Z軸轉動，并采用可調V型塊輔助定位Z軸轉動；選取一個平面來限制在Z軸方向的移動，定位示意圖如圖3所示： 圖3 工件定位示意圖第三章 工件的夾緊為保證工件加工過程中不產生位移或者振動，

10、影響加工質量，甚至使加工無法順利進行，所以，工件定位之后，在切削加工之前必須用夾緊裝置將其夾緊。3.1夾緊裝置的根本要求1在加緊過程中應保持工件定位時說獲得的正確位置 。 2加緊力大小適宜。3加緊裝置應操作方便，省力，平安。4夾緊裝置的復雜程度和制動化程度應與生產批量和生產方式相適應。3.2夾緊力三要素確實定 圖4 夾緊力方向示意圖a)夾緊力方向確實定1夾緊力的作用方向應不破壞工件定位的準確性和可靠性。即夾緊力的方向應朝向主要定位基準，把工件壓向主要定位外表。2夾緊力的方向應使工件變形盡可能小。3夾緊力方向應使所需夾緊力盡可能小。根據(jù)夾緊力方向確實定原那么，分析工件的受力情況，其夾緊力的方向如

11、圖4所示：b夾緊力作用點確實定1夾緊力應落在支撐元件或幾個支撐元件所形成的支撐面內。2夾緊力作用點應落在工件剛度較好的部位上。3夾緊力作用點應靠近工件的加工方向軸線上。 由夾緊力作用點確定原那么，該工件的夾緊力作用點如圖4所示：P1、P2表示夾緊力的作用點，F(xiàn)1、F2表示切削力圖5 夾緊力作用點示意圖c)夾緊力的大小該工件是在鉆床上加工的，根據(jù)我們選擇的定位方式圖5可知它的夾緊力、切削力F1、F2和重力G方向重合，此時所需要的夾緊力為最小，所以該工件采用手動夾緊即可。3.3 夾緊裝置的選擇在生產實際中，加緊機構多種多樣，根據(jù)需要的不同設計不同的形式。根據(jù)此次的設計要求和夾緊裝置的根本要求，該工

12、件的加工是鉆孔，且需要的夾緊力較小，所以選擇螺旋加緊機構中的單螺旋加緊機構，即直接用螺母和墊圈夾緊。由于用螺母直接夾緊工件，在生產中擰上擰下，費時費力，為了方便裝卸工件，所以在螺母下加上一個快換墊圈。其夾緊裝置如圖6所示： 圖6 夾緊結構示意圖第四章 分度機構確實定分度裝置是工件在一次裝夾中，不必使其松開而能連同定位元件，相對刀具轉過一定角度或移動一定距離，從而占有一個新的加工位置的裝置。根據(jù)所要加工工件的加工工藝是加工圓周70上均勻分布的4個14的孔，為了能夠使工件在一次裝夾中完成這些孔的加工，因此在夾具設計中使用分度裝置。4.1 選擇分度裝置采用機械式分度裝置，分度裝置的主要元件是分度盤和

13、定位銷，并采用徑向分度裝置。4.2確定分度形式分度定位銷有多種，但常用的有圓柱形、圓錐形和斜楔形三種結構形式，圓柱銷加工方便，應用廣泛，這里選用圓柱銷，這種定位銷能消除定位銷與分度槽的配合間隙，從而有較高的定位精度，分度盤選取與圓柱定位銷的配合形式，即在分度盤上開圓形槽。其分度盤與定位銷的配合形式如圖7所示： 圖7 分度盤與定位銷的配合形式4.3 鎖緊分度裝置由于分度裝置的定位銷只起分度定位作用，工件在加工過程中有可能會產生較大的切削力，從而使分度裝置在切削力的作用下發(fā)生位置的竄動或者變形。所以，為了保證分度精度的穩(wěn)定性，故設置了分度盤鎖緊機構。如圖8所示： 圖8 分度盤的鎖緊裝置工作原理：手

14、動左搬插拔銷，分度盤便可以轉動到指定位置，手放開，那么分度盤轉動被限制。插拔銷的位置用固定塊和固定塊上的定位銷保證。中心定位鎖緊裝置：用心軸定位，心軸下端攻螺紋，用墊圈和螺母鎖緊，心軸裝在定位襯套上，保證旋轉精度，螺母不能上太緊，否那么分度盤旋轉會有困難。第五章 對刀裝置確實定工件在夾具中的正確位置是由工件的定位保證的，即由與工件接觸的定位元件的定位外表所確定的。為了保證工件與刀具及切削成形運動的正確位置，那么應該使夾具的定位外表與機床的工作臺、導軌級主軸軸線之間有正確的位置。所以要求夾具定位元件的定位外表相對于機床加工運動處于正確的位置，要求夾具定位元件的定位外表相對于刀具處于正確的位置。5

15、.1 確定導向元件為了確定工件上被加工孔的位置，引導刀具進行加工，并提高刀具在加工過程中的剛性和防止加工中的振動，在鉆模板上安裝起導向作用的鉆套。這里選用鉆床上廣泛應用的快換鉆套，如圖9所示： 圖9 快換鉆套的結構第六章 主要零件的設計說明結合工件的定位分析、夾緊裝置、分度機構和對刀局部的綜合考慮，同時為了滿足加工要求，設計了有利于對刀和提高刀的剛度的鉆模板；起定位和夾緊所用的定位心軸；實現(xiàn)分度和旋轉作用的分度盤，起支撐和安裝作用的夾具體。6.1 夾具體的設計 夾具體是整套夾具的母體，是夾具裝置最重要的局部，也是必不可少的局部，承載了夾具上其他夾具零件的安裝定位配合等各種裝配。綜合考慮個零件的

16、配合，以及經濟性和易加工性，設計如下夾具體，如圖10所示： 圖10 夾具體結構示意圖6.2 鉆模板的設計鉆模板的主要作用是安裝鉆套，引導對刀。根據(jù)鉆模板與夾具體的連接方式不同，大致可分為固定式鉆模板、鉸鏈式鉆模板和別離式鉆模板等。固定式鉆模板的結構簡單、鉆孔精度高，但是它裝卸工件不方便，工件在夾具中每裝卸一次，鉆模板也要裝卸一次，根據(jù)加工特點不能選擇此種鉆模板。當鉆模板阻礙工件裝卸時，采用鉸鏈式鉆模板，雖然其加工精度不如固定式鉆模板，但是對于本工件的螺釘孔加工，還是可以滿足要求的。在鉆模板上還要安裝鉸鏈軸，故也要在鉆模板上加工一個鉸鏈孔，鉸鏈軸選用銷，根據(jù)GB/T119.1-2000選擇鉸鏈銷

17、的公稱直徑d=10，故需要在鉆模板上加工一個鉸鏈孔，其直徑為10.綜上所述，鉆模板的結構如圖11：圖11 鉆模板的結構6.3分度盤的設計此夾具分度裝置采用的是徑向分度，定位銷為圓柱銷，故在分度盤上加工了一個與圓柱銷配合的圓形槽，這樣可以消除分度盤與定位銷之間的配合間隙，提高分度精度。因為所加工的工件是需要鉆4個14通孔，工件在加工過程中是固定的，實現(xiàn)4個孔的加工主要依靠分度盤的分度旋轉，所以每加工一個孔旋轉90度，這樣在分度盤的相應位置設置了4個分度槽。在總裝配圖中設計了分度盤的夾緊裝置，即在分度盤中安裝一個心軸，所以在分度盤上加工一個12的孔，以供安裝分度盤使用，同時我們設計了四個分度盤與工

18、件定位心軸的螺釘連接孔，所以在分度盤上加工4個螺釘孔。分度盤的大致結構如圖12所示： 圖12 分度盤的結構示意圖設計心得為期兩周的夾具課程設計結束了，這次課程設計是我們專業(yè)非常重要的課程實踐環(huán)節(jié)，也是我在大學期間的最后一次課程設計，因此我十分珍惜這次課程設計的時機，從始至終，我認真學習，自己親手計算，自己設計，繪圖，不懂的地方我積極查閱相關資料文獻，積極向老師同學請教，鍛煉了自己將所學知識系統(tǒng)綜合聯(lián)系起來的能力，提高了自己的專業(yè)素養(yǎng)，為自己接下來的畢業(yè)設計，以至于以后的設計工作打下了良好的根底，可以說受益匪淺。此次夾具課程設計是我們機械設計制造及其自動化專業(yè)的整個專業(yè)學習過程中，最為考驗應用之前所學專業(yè)知識的一次實踐環(huán)節(jié)，從分析零件加工工藝，機床結構，到夾具體的尺寸確定，以及夾具上各零部件的裝配，每一部每一個細節(jié)，我